Почвы холмисто-моренных ландшафтов таежной зоны (на примере природного парка "Вепсский лес")

Размещено на http://www.allbest.ru/

Почвы холмисто-моренных ландшафтов таежной зоны (на примере природного парка "Вепсский лес")

К.А. Бахматова*, К.А. Беляева*, С.Н. Левков**

K.A. Bakhmatova*, K.A. Belyaeva*, S.S. Levkov**

* SaintPetersburgStateUniversity, SaintPetersburg

** Federalforestryagency "Sevzaplesproekt", SaintPetersburg

Soilsofhillymorainelandscapesoftaigazone (“Vepsskyles")

Thehillymorainelandscapesaretypicalfortheterritoryofnaturalpark “Vepsskyforest" whichissituatedinthenorth-easternpartofLeningradregion. Thesoilformingmaterialsaremoraineloams, fluvioglacialsandsandtwo-layerdeposits. Soilandvegetationcoverof “VepsskyLes" werestudiedduringfieldseasonsof 2014-2015. Fieldandlaboratoryinvestigationofsoilshavebeendoneaccordingconventionalmethods. Russiansoilclassificationsystemhasbeenusedforsoildiagnostics. Theclassificationofvegetationcommunitieshasbeenperformedontheforesttypologybase. Vegetationassociationshavebeennamedinaccordancewithdominantofedificatorlayeranddominantofunderlayer. Itwasfoundthatthemostcommonsoilsofresearchedregionarepodzolsandpodburs. Thesoddypodzolsandsoddypodzolic (post-agrogenic) soilsarelessfrequent. Spruceforestsofbillberry(Myrtillus)seriesofforesttypesoccupypodzols. Spruceforestsofbillberry(Myrtillus)andshamrock(Oxalis)seriesofforesttypesoccuronpodburs. Birchandaspenforestsofshamrock(Oxalis)seriesofforesttypesareassociatedwithsoddypodzolicsoils. Thelithiccontactcausedtemporarywaterstagnationandoccurrenceofthespecificsoilsubtypes: contactlightenedandcontacteluviated. Podzol-eluvozemsdevelopedonparentmaterialwithlithiccontactincaseoflittlethicknessofuppersandylayer.

Keywords: naturalpark “Vepsskyforest", soilswithlithiccontact, podzols, podburs, о §. podzol-eluvozems, post-agrogenicsoils. и ° о S

Введение

Почвы на двучленных отложениях широко распространены на севере, северо-востоке и северо-западе Русской равнины и издавна привлекали внимание исследователей вследствие дискуссионного характера их генезиса и классификации [Апарин, 1975, 1992; Яшин, Петухова,

Грачева, 2011; Исследования, 2012]. Двучленное строение почвообразующих пород характерно для Вепсовско-Андомского почвенно-географического округа, выделяемого на северо-востоке Ленинградской области [Почвы, 1995]. В пределах этого округа расположен природный парк «Вепсский лес». На территории парка распространен холмистоморенный рельеф, представляющий собой краевые (конечно-моренные) образования вепсовской стадии валдайского оледенения. Обилие холмов, обычно небольших, создает мелкоареальный рисунок почвенного покрова, характеризующегося высокой контрастностью и округлой формой ареалов.

Парк расположен в пределах двух крупных тектонических структур Русской плиты: Девонской низины и Карбонового плато. Породы девонского и каменноугольного периода перекрыты чехлом четвертичных отложений, мощность которых колеблется от одного до нескольких десятков метров [Геоморфология, 1969]. Почвообразующие породы - красно-бурые моренные суглинки, песчаные отложения зандров, камо- вые пески, а также двучлены (почвообразующие породы, состоящие из двух контрастных по гранулометрическому составу слоев). Двучлены на исследуемой территории встречаются часто, при этом кроющий нанос, мощностью 30-70 см, имеет более легкий гранулометрический состав (в основном супесчаный) и подстилается тяжелым суглинком или глиной.

Умеренно-континентальный климат района характеризуется выраженностью сезонов года. Преобладающим является циклонический характер погоды. Годовое количество осадков составляет 650-800 мм, причем большая их часть приходится на теплые месяцы. Среднегодовая температура воздуха равна 2°С.

Гидрографическая сеть парка включает в себя озера, реки, ручьи, родники, болота. По территории проходит водораздел бассейнов Балтийского и Каспийского морей. Основными реками являются Оять, Капша, Верхняя и Нижняя Курба. Свыше 400 озер Парка занимают 4,2% его площади [Природный парк, 2005].

Материал и методы исследования

Описания растительности и почв были выполнены на пробных площадях, заложенных в наиболее характерных местах выделенных растительных сообществ с однородными экологическими условиями. Названия ассоциаций даны по доминанту эдификаторного яруса и доминанту нижнего яруса. Классификация сообществ выполнена на основе лесной типологии и включает следующие классификационные единицы:

группа лесных земель по их прошлому использованию - класс земель по потенциальной лесной формации - подкласс земель по степени дренажа - фитоценотическая группа биогеоценозов - эдафическая группа биогеоценозов - серия типов леса - тип леса [Федорчук, Нешатаев, Кузнецова, 2005]. Приведенные в статье серии типов леса были выделены по индикаторным группам видов и почвообразующим породам. Описание почвенных профилей проводилось в соответствии с общепринятыми подходами [Розанов, 1993]. Наименования почв даны по классификации почв России [Классификация, 2004; Тонконогов, Лебедева, Герасимова, 2008].

Анализы почвенных образцов выполнены по апробированным методикам [Химический анализ почв, 1995]:

1) рН - потенциометрически в солевой суспензии (1,0 н раствор КС1, соотношение почвы к раствору 1 : 2,5);

2) содержание органического углерода - дихроматным методом по Тюрину;

3) гидролитическая кислотность - по Каппену;

4) вытеснение обменных катионов проводилось 1,0 н раствором NaCl, дальнейшее определение катионов в растворе - комплексонометрическим методом.

Гранулометрический состав (фракции физической глины и ила) определен пипет-методом по Качинскому в модификации Почвенного института [Растворова, 1983]. Валовой анализ был проведен рентген- флуоресцентным методом с использованием энергодисперсионногорентгенфлуоресцентного спектрометра EDX-800P на базе ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества».

Результаты исследования и их обсуждение

Среди автоморфных почв исследованной территории встречаются подзолы, подбуры и дерново-подзолистые почвы. Наиболее распространенными являются подзолы на двучленных отложениях - водно-ледниковых супесях, подстилаемых моренными суглинками. При этом смена гранулометрического состава (от супеси к суглинку) происходит плавно. На подзолах формируются ельники-черничники, которые относятся к черничной серии типов леса на дренированных суглинках и двучленных наносах. Леса этой серии занимают такие местоположения, как ф вершины холмов и покатые склоны. Значительная роль ельников- черничников обусловлена, вероятно, сохранившимися здесь коренными лесами, не тронутыми хозяйственной деятельностью. Процессы, происходящие на контакте легкой и тяжелой пород, отразились в формировании глееватых, контактно-осветленных, контактно-элю-виированных подтипов иллювиально-железистых подзолов. В результате перемешивания верхних горизонтов при ветровалах появляются подзолы поверхностно-турбированные. Все подзолы характеризуются сильнокислой реакцией, особенно в верхней части профиля (таблица 1). Валовой анализ показал, что во всех проанализированных разрезах подзолов четко выражено обеднение подзолистого горизонта химическими элементами, за исключением кремния.

В прошлом значительные площади современной территории парка были освоены. Сначала укрупнение колхозов, а затем их закрытие привело к угасанию хозяйственной деятельности. Часть полей за 50-60 лет превратилась в леса, где теперь можно встретить дерново-подзолыпостагрогенные. Постагрогенными называются почвы, которые в прошлом использовались в земледелии, а затем были заброшены и в настоящее время покрыты естественной растительностью. В результате длительной распашки сформировался агрогумусовый горизонт (P), который за десятилетия, прошедшие с момента прекращения обработки почв, превратился в естественный гумусовый (AY). О былой распашке свидетельствует почти ровная и резко выделяющаяся нижняя граница гумусового горизонта, в котором встречаются светлые пятнышки припашки нижележащего подзолистого горизонта и древесные угли. Содержание гумуса оценивается как низкое (см. табл. 1).

В дерново-подзолепостагрогенном контактно-элювиированном четко прослеживается различие по валовому составу между основными генетическими горизонтами и суглинистой подстилающей породой, которая обогащена алюминием, железом и калием. Аналитические данные подтверждают и морфологически выраженные признаки элювиирования в контактном горизонте Del (белесоватые «языки» и прожилки), который отличается от нижележащей породы пониженным содержанием алюминия и повышенным содержанием кремнезема.

Характерными местоположениями для подбуров являются вершины и склоны холмов. Разнообразие растительных сообществ, формирующихся на этих почвах, представлено следующими сериями типов леса: черничная - на дренированных песках и супесях, кисличная - на дренированных бескарбонатных суглинках и двучленных наносах, кисличная - на дренированных супесях и песках, подстилаемых суглинками, брусничная - на нормально дренированных песках. В черничной и кисличной сериях преобладают ельники, тогда как в брусничной серии - сосняки. В связи с периодическим застоем влаги на контакте пород в нижней части профиля подбуров на двучленах появляются признакиэлювиальной деградации в виде осветленных «язычков» в верхней части подстилающей породы (горизонт Del), что позволяет отнести почву к контактно-элювиированному подтипу. При более длительном застое влаги в нижней части супесчаной толщи появляется отчетливый сизый оттенок, что обусловливает выделение глееватого подтипа подбуров.

Свойства почв природного парка «Вепсский лес

Таблица 1

* Потеря при прокаливании.

В парке также встречаются подбуры оподзоленные, подбурыпсев-дофибровые, подбурыгрубогумусированные. В подбурахоподзолен-ных наблюдаются признаки подзолистого процесса, как правило, в виде обилия осветленных минеральных зерен в верхней части профиля. К псевдофибровому подтипу относят почвы, в средней и нижней части профиля которых встречаются псевдофибры - тонкие ожелезненные и обогащенные илистой фракцией прослойки в песчаной толще, которые влияют на водно-физические свойства почв. В подбурахгрубогумусированных в нижней части подстилочно-торфяного горизонта залегает тонкая прослойка грубогумусового материала (механической смеси разложенных растительных остатков с минеральными компонентами).

Основные запасы органического вещества в подбурах, как и в подзолах, сосредоточены в подстилке. Почвы кислые, наиболее низкие значения рН наблюдаются в альфегумусовом горизонте, а также в тяжелосуглинистом подстилающем горизонте D.

Изученные в парке дерново-подзолистые почвы приурочены к вершинам холмов, на которых преобладают березняки и осинники кисличной серии типов леса. Реакция солевой суспензии этих почв сильнокислая. Исключение составляет подстилка со слабокислой реакцией вследствие малой степени разложения и преобладания в ее составе опада мелколиственных древесных пород и травянистых растений с повышенным содержанием зольных элементов. Гранулометрический анализ показывает четкую дифференциацию горизонтов по содержанию илистой фракции, которое в текстурном горизонте в 1,5-3 раза выше, чем в элювиальной части профиля.

На двучленных отложениях также формируются почвы, относящиеся к отделу элювиальных. Примером таких почв может служить подзол-элювозем, подзолистый горизонт которого подстилается тяжелосуглинистой породой с признаками оглеения. На этих почвах распространены осинники, относящиеся к кисличной серии типов леса, и ельники черничной серии типов леса. В подзол-элювоземе торфянистом глее- ватом наиболее высокой гидролитической кислотностью характеризуется горизонт Т, вся почва сильнокислая, но рН растет с глубиной (см. табл. 1).

Выводы

Изучение почв холмисто-моренных ландшафтов на территории Природного парка «Вепсский лес» позволило сделать следующие выводы:

1) почвенный покров холмисто-моренных ландшафтов парка «Вепсский лес» отличается пестротой, на вершинах и в верхней части склонов холмов распространены подбуры, подзолы и дерново-подзолистые почвы;

2) в нижних частях склонов и на пониженных равнинных участках водораздела встречаются глееватые почвенные разности, глубокие понижения между холмами и вокруг озер заняты торфяными почвами;

3) проанализированные образцы почв характеризуются кислой и сильнокислой реакцией;

4) содержание гумуса в гумусовом горизонте (при его наличии) оценивается как низкое;

5) большинство изученных почв характеризуются относительным богатством по валовому содержанию алюминия, железа, калия при невысоком содержании кальция. Эти данные согласуются с характеристиками растительного покрова участка: распространенность относительно требовательных к плодородию почв кисличных серий типов леса при отсутствии неморальных видов травянистых растений и подроста широколиственных пород.

Библиографический список / References

1. Апарин Б.Ф. Географические основы рационального использования почв (на двучленных породах) / Под ред. И.В. Игнатенко. Л., 1992. [Aparin B.F.Geograficheskieosnovyracional'nogoispol'zovanijapochv (nadvuchlennyhporodah) [Geographicalbasicsofrationaluseofsoils]. I.V. Ignatenko (ed.). Leningrad, 1992.]

2. Апарин Б.Ф., Рубилин Е.В. Особенности почвообразования на двучленных породах северо-запада Русской равнины. Л., 1975. [Aparin B.F., Rubilin E.V.Osobennostipochvoobrazovaniyanadvuchlennykhporodakhsevero-zapadaRusskoiravniny [Featuresofsoilformationontwo-layeredparentmaterialsofnorthwesternpartofRussianplain]. Leningrad, 1975.]

3. Почвы и почвенный покров Северо-Запада России / Гагарина Э.И.,

Матинян Н.Н., Счастная Л.С., Касаткина Г.А. СПб., 1995. [Pochvy i pochvennyiі

pokrovSevero-ZapadaRossii [SoilsandsoilcoverofNorth-WestofRussia].

Gagarina E.I., Matinyan N.N., Schastnaya L.S., Kasatkina G.A. St. Petersburg, 1995.]

4. Геоморфология и четвертичные отложения Северо-Запада Европейской части СССР: Ленинградская, Псковская и Новгородская области / Под ред. Д.Б. Малаховского и К.К. Маркова. Л., 1969. [Geomorfologiya i chetvertichnyeotlozheniyaSevero-ZapadaEvropeiskoichasti SSSR:Leningradskaya, Pskovskaya i Novgorodskayaoblasti [GeomorphologyandquaternarygeologyofNorthWestofEuropeanpartof USSR:Leningrad, PskovandNovgorodregions]. f D.B.Malahovskiy, K.K. Markov (eds.). Leningrad, 1969.]

5. Классификация и диагностика почв России / Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. и др. Смоленск, 2004. [Klassifikatsiya i diagnostikapochvRossii [Russiansoilclassificationsystem].Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I. etal. Smolensk, 2004.]

6. Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Полевой определитель почв России / Под общ.ред. Н.Б. Хирова. М., 2008. [Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I., Gerasimova M.I.Polevoiopredelitel' pochvRossii [Fieldsoilguidebook]. N.B. Khirov (ed.). Moscow, 2008.]

7. Природный парк «Вепсский лес» / Т.А. Попова, Л.И. Березкина, И.А. Бычкова и др. СПб., 2005. [Prirodnyipark «Vepsskiiles» [Naturalpark «Vepsskijles»]. T.A. Popova, L.I. Berezkina, I.A. Bychkovaetal. St. Petersburg, 2005.]

8. Растворова О.Г. Физика почв: практическое руководство. Л., 1983. [Rastvorova O.G.Fizikapochv [Soilphysics]: Practicalguide. Leningrad, 1983.]

9. Розанов Б.Г. Морфология почв. М., 1983. [Rozanov B.G.Morfologiyapochv [Soilmorphology]. Moscow, 1983.]

10. Федорчук В.Н., Непатаев В.Ю., Кузнецова М.Л. Лесные экосистемы северо-западных районов России: Типология, динамика, хозяйственные особенности. СПб., 2005. [Fedorchuk V.N., NeshataevV.Yu., Kuznetsova M.L.Lesnyeekosistemysevero-zapadnykhraionovRossii: Tipologiya, dinamika, khozyaistvennyeosobennosti [ForestecosystemsofnorthwesternregionsofRussia:Typology, dynamics, economiccharacteristics].St. Petersburg, 2005.]

11. Химический анализ почв / О.Г. Растворова, Д.П. Андреев, Г.А. Касаткина и др.: Учебное пособие. СПб., 1995. [Khimicheskiianalizpochv [Chemicalanalysisofsoils]. O.G. Rastvorova, D.P. Andreev, G.A. Kasatkinaetal. St. Petersburg, 1995.]

12. Исследования влияния почвенной биогенной кислотности на подзолообразование / Яшин И.М., Васенев И.И., Валентини Р. и др. // Известия ТСХА. 2012. Вып. 6. С. 142-158. [Investigationofsoilbiogenicacidityonpodsolizationprocess.Yashin I.M., Vasenev I.I., Valentini R. etal. IzvestiaofTimiryazevAgriculturalAcademy. 2012. № 6. Рр. 142-158.]

13. Яшин И.М., Петухова А.А., Грачев Д.А. Экологические аспекты глее- и подзолообразования в экосистемах тайги. Подзолообразование // Известия ТСХА. 2011. Вып. 5. С. 13-26. [Jashin I.M., Petuhova A.A., Grachev D.A.Ecologicalaspectsofgleyzationandpodsolizationintaigaecosystems. IzvestiaofTimiryazevAgriculturalAcademy. 2011. № 5. Рр. 13-26.]

Бахматова Ксения Арнольдовна - кандидат сельскохозяйственных наук; доцент кафедры биогеографии и охраны природы Института наук о Земле, Санкт-Петербургский государственный университет

BakhmatovaKseniia A. - PhDinSoilScience; AssociateProfessorofDepartmentofBiogeographyandEnvironmentalProtectionInstituteofEarthSciences, SaintPetersburgStateUniversity

Беляева Ксения Александровна - аспирант кафедры биогеографии и охраны природы Института наук о Земле, Санкт-Петербургский государственный университет

BelyaevaKseniia A. - PostgraduateStudentofDepartmentofBiogeographyandEnvironmentalProtectionofInstituteofEarthSciences, SaintPetersburgStateUniversity

Левков Станислав Николаевич - инженер, Северо-западный филиал государственной инвентаризации лесов «Севзаплеспроект» федерального государственного унитарного предприятия «Рослесинфорг»